JPH0327108A - 導電性複合繊維 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、導電性複合繊維に関する。さらに詳ｊ７＜は
、高い導電性を有ｊ−，、かつ芯成分の着色を、外観七
隠蔽１〜得る導電性複合繊維に関する。

（従来の技術） 導電性繊維に対する要求は、衣料用、産業用など種々の
分野に存在Ｉ２ている。

導電性繊維は静電気除去、すなわち摩擦耐電圧を押える
ために、衣料用繊維とＬ，て、またカーペットに混繊し
たり１−で使用されている。更に、コンピューター等を
使用するエレクトロニクス産業やその周辺分野で、電波
遮蔽の目的で使用されている。

しかし、現在使用されている導電性繊維は、その導電性
を担・）物質の黒色がその繊維の色とじて視覚に入るた
め、用途に制限があるという欠点がある。かかる欠点を
カバーするために種々の方法が考案されている。例えば
織り方を工夫することで黒色導電性繊維を表面に露出し
ないようする方法があるが満足なものとはいえない。

また、導電性繊維自体に工夫をしてその着色を軽減する
対策もいろいろなされている。例えば、芯鞘導電性繊維
において、鞘成分に白色系無機粒子を添加し、芯成分の
黒色を押える方法があるが、添加する無機粒子の混入率
に限界があるためその効果が十分でない上、無機粒子の
混入による強度低下が著しいという問題があった。また
、鞘成分の厚みを厚くするという方法もとられているが
、必然的に繊維径が太くなるという問題が生じている。

また、導電性を担う物質としてカーボンプラック以外の
物質を用いる方法も数多くある。例えば、ヨウ化銅、酸
化錫などを使用したり、酸化錫の表面に酸化チタンをコ
ーティングするなどの方法が挙げられる。しかし、この
方法は価格が高い上に、得られる導電性がそれほど高く
ないという欠点があった。

さらには、後処理として、非導電性繊維の表面に含金属
溶液を接触させ、導電性物質をコーティング、もしくは
化学結合させる方法も見出だされている。確かに、この
方法では淡色で高い導電性を有する繊維が得られるが、
それでも白色化は困難であり、さらに、特定の官能基を
有するポリマにしか適用できないなど使用できる繊維に
制限があった。

（発明が解決しようとする課題） 本発明はかかる問題を解決し、高い導電性を有し、かつ
その着色を従来になく押え、任意の着色または光沢の発
現を可能とする繊維の提供を目的とする。

（課題を解決するための手段） 上記目的を達成するために本発明は、次の構成を有する
。

（１）　　導電性物質を含有するポリマを芯成分とする
導電性複合繊維において、鞘成分が異種ポリマまたは中
空層を介して重ねられた複数のフィルム状構成要素の積
層体で形成され、かっ該鞘成分を構成する積層体の直角
側面が結合されていることを特徴とする導電性複合繊維
。

（２）芯成分に含まれる導電性物質の体積固有抵抗値が
１０６Ωｃｍ以下であり、その含有量が芯ポリマに対し
て１０重量％以上である（１）に記載の導電性複合繊維
。

（３）　　導電性物質が、カーボンブラックである請求
項（１）または（２）に記載の導電性複合繊維。

（４）　　積層体の積層数が、ｌＯ層以上である（１）
に記載の導電性複合繊維。

（５）　　積層体を構成する異種ポリマーが、ポリエス
テルとポリアミドである（１）に記載の導電性複合繊維
。

（６）積層体を構成する異種ポリマの屈折率の差が、０
．０３以上である（１）または（５）に記載の導電性複
合繊維。

以下、本発明を詳細に説明する。

本発明における複合導電性繊維の最大の特徴は、異種ポ
リマまたは中空層を介して多数のフィルム状構成要素の
積層体で鞘成分を形成し、かっ該鞘成分を構成する積層
体の直角側面が結合しているところにある。

すなわち、繊維断面において異種ポリマまたは中空層を
介して、芯成分を多重に包囲し、鞘を形成している点に
ある。

つまり、屈折率の異なる異種ポリマあるいは中空層を介
して形成された、フィルム状構成要素が同芯円状に多数
かつ薄層で重ねられることにより、該繊維への入射光に
対する反射効率が著しく高くなり、芯成分の着色を押え
るとともに様々な複数層からの光の反射光がお互いに干
渉しあい、好ましい光沢特性を呈するのである。

本発明でいう積層体とは、成分Ａからなるフィルム状構
成要素が、異種のＢからなるフィルム状構成要素または
中空層を介して重ねられた横断面を有するものである。

また直角側面とは、フィルム状構成要素の長平方向に対
して直角な側面のこと、すなわちフィルム状構成要素の
接合面占直角方向の側面のことである。

第１図、第２図および第３図においてＪおよび２はフィ
ル△状構成要素、３は積屓体の直角側面が結合した部分
、４は芯威分を示す。

第１．図は積層体が１−個の場合、第２図は積層体が２
個の場合、さらに第３図は積層体が４個の場合である。

第４図、第５図および第６図におも１て１はフィルム状
構成要素、３は積層体的直角側面が結合した部分、４は
芯成分、５は中空部を示す，、本発明において、鞘成分
を形成する積層体の直角側面が全て結合するにあたり、
層数が多くフィルム状構成要素の厚みが薄い場合には、
結合時にこの部分で両方の成分のポリマが入り混じるこ
とが起こる。この部分が各屠を連結し、、柱としての役
割を果たす的で、繊維の断面形状が崩れにくく、優れた
一体性と好ましい機械的性能を付辱できる。

本発明において、着亀芯成分の隠蔽効果は鞘威分の界面
の数すなわち層数が多いほど顕著であり、好まし《は１
０屓以−ヒ、より好ましくは２０層以ヒであり、場合に
よっては１０００層を越えても何等差支えない。また各
積層体によってその枚数が異なっても差支えない。この
層数が多くなると通常フィルム状構成要素の肉厚が薄く
なり、ポリマの組合わ甘によってはフィルム状溝成要素
間の接合はより強固となり好ましくなるたいう結里にも
なる。

本発明における複合或分の割合は、重量比でＡ／Ｂ＝９
９／１〜１／９９であり、好ましくはＡ／Ｂ＝９５／５
　＝５　／９５である。

本発明において、鞘成分は通常二種以上のポリマにより
構成され、中空層を含む場合には一種以上のポリマによ
り構成される。

本発明における中空層は、例えば第４図〜第６図に示す
ような形状となるが、これは二種以上のポリマから構成
された鞘成分の少なくとも一押の戒分を、除去すること
により得られる。除去の方法は任意の方法が可能で、溶
剤による溶解、熱分解、放射線分解、加水分解、酸、、
アルカリ分解、化学的還元などの手法が用いられる。か
かる中空層が存在する場合にも、積層体の直角側面の結
合部が残存した′ノイルム状構成要素を支え、その中空
部を潰れ難くするのである。

本発明において鞘成分を構成するポリマ乙しては、ポリ
エステル、ポリアミド、ポリアクリルニトリル、ポリエ
チレン、ポリプロピレン、ポリスチ１ノン、ポリメタク
リル酸メチル、ポリウレタン、ポリ塩化ビニル、アセテ
ート等およびその共重合体などの通常繊維化に用いられ
るポリマであれば特に制限はない。

また二種以上のポリマを同時に紡糸するため、一成分は
通常単独では繊維形成しにくいポリマでも抱合わせて用
いるここができる。この例と１−で、ポリカーボネート
、ポリエチレンナフタレートなどが挙げられる。これら
のポリマ群の中から目的、用途に応じて二種以上のポリ
マが週ばれる。また上記ポリマをブレンドしたものを鞘
成分の一成分として用いても何等差支えない。

価格、汎用性、紡糸条件のとり易さなどの点から、ポリ
エステルとポリアミドの組合わせが好ま］７い。

本発明の導電性複合繊維は、芯成分の着色を隠蔽するば
かりでなく、新規な光沢、例えば真珠光沢などを合せて
付与しようとする場合には、鞘を構成するポリマは透明
であることが望ましい。さらに、鞘成分のフィルム状構
成要素が二種思上のポリマよりなる場合には、その屈折
率の差が大きいほうが好まｌ一い。その屈折率の相対比
が大きし）ほど好ましくなる。具体的には、０．０３以
上が好ましく、０．１以上がより好ましい。その組合わ
せの具体例として、ボリエヂ１ノンまたはポリメタクリ
ル酸メチルあるいはポリプロピレンに対して、ポリ塩化
ビニルまたはボリスチ１／ンあるいはボリヵーボネート
などを目的に応じて選択することができる。

また、光の乱反射を高めるために、鞘成分の少なくとも
一種以上に、酸化チタンや硫酸バリウム、炭酸カルシウ
ムなどの微粒子を添加することは何等差支えない。繊維
の光沢を高めるためには、炭酸カルシウムがより好まｌ
２い。

本発明における導電性物質とは、その物質が有する高い
導電性のため、繊維全体としても導電性が発現し、最終
的に静電気の発生が押えられるものである。通常、該物
質は、糸状形成のため芯成分を構成するポリマ中にあら
かじめ混合されて紡糸に使用される。従って、該物質の
形状としては、ポリマ中に均一に分散させるために微粉
末もしくはウィスカーといった形態が好ましく、その最
大径または最大長で５μ以下が好ましく、１μ以下がよ
り好ましく、０．３μ以下がさらにより好ましい。

また、最終的に糸もしくは布帛の状態で静電気を除去す
るためには、該物質の体積固有抵抗値は１０６Ωｃｍ以
下、好ましくは１０４Ωｃａｍ以下であることが望まし
い。この条件を満足すればあらゆる種類の物質の使用が
可能であり、カーボンブラックや各種金属粉、酸化錫、
酸化亜鉛、酸化銅、酸化インジウム、酸化ジルコニウム
、酸化タングステンなどの導電性金属酸化物が使用でき
る。また、該金属酸化物に導電性強化剤がドーピングさ
れたものや、非導電性粒子に上記金属酸化物被膜を付与
した粒子、さらには逆に上記導電性粒子の表面に非導電
性物質を種々の理由でコーティングしたものなども使用
できる。さらには、硫化銅、よう化第一銅、硫化亜鉛、
硫化カドミウム等の金属化合物や導電性層間化合物も使
用できる。その他、ポリアセチレン、ポリピロール、ポ
リチオフエン、ポリアニリンなどの有機導電性化合物で
あってもかまわない。これらの中で、導電性、価格の点
からカーボンブラックが好ましい。通常のカーボンプラ
ックを用いた導電性繊維においては、不可能であった白
色化の達成が可能となる点において本発明は大きな特徴
となる。

該導電性物質の、芯を構成するポリマに対する割合は、
少なければ全体としての導電性が低下し、多すぎるとポ
リマとの均一な混合が困難になり安定な紡糸を妨げるた
め、重量で５％〜５０％が好ましく、１０％〜４０％が
より好ましい。ポリマと該導電性物質との混合方法は、
公知の方法をとることができ、例えばエクストルーダー
や二−ダーを用いてのブレンドが可能である。

本発明において芯成分を構成するポリマとしては、特に
制限がなく、ポリエステル、ポリアミド、ポリオレフィ
ン、ポリビニル系、ポリエーテル、ポリウレタンなどが
使用可能であり、上記導電性を有する物質との混合の容
易さからポリエチレンのようなポリオレフィン系ポリマ
や、ナイロン６、ナイロン６６のようなポリアミド系ポ
リマがより好ましい。

本発明において、芯成分と鞘成分の比は特に制限されな
い。しかし、高い導電性を得るためにあまりにも芯比率
を高めると、隠蔽が困難になるとともに糸強度も低下す
るので好ましくない。通常は、重量比で芯：鞘＝３：９
７〜３０　：　ＴＯが好ましく、５：９５〜２０　：　
８０がより好ましい。

本発明における導電性複合繊維の糸径や芯成分の断面形
状は特に限定されない。またこの導電性複合繊維は、繊
度ミックス、熱収縮度ミックス、あるいは他の繊維と混
合して、さらには仮撚加工を施し伸縮性、嵩高性を付与
したいわゆる加工糸として用いることもできる。

また本発明の導電性複合繊維は、織物、編物、不織布等
の布帛あるいはそれらの複合体の形態で用いることもも
ちろん可能である。

本発明は、かかる繊維を製造する手段を何等問うもので
はないが、かかる繊維を好ましく製造する例を以下に述
べる。

本発明の繊維は基本的には通常の芯鞘複合紡糸法により
得られる。ここで、芯成分を包囲する鞘成分の吐出ノズ
ル形状がＣ型で代表される異形状吐出ノズルであること
に特徴がある。

第１図の断面を有する繊維を製造するためには、まず、
特公昭６０−１０４８号公報に記載の方法により、紡糸
パック中で性質の異なる２種のポリマが交互に繰返し接
合した多層接合形複合ポリマ流を作る。

これが、前述の積層体に相当し、目的の繊維の鞘成分を
構成する。次いで、該積層体をフィルム構成要素の長平
方向に引伸し、これをＣ型ノズル口金より直角側面を結
合せしめるように吐出する。

このとき、Ｃ型ノズルの中央部から、芯成分を同時に吐
出させ、両者を合流ざせることにより、最終的に第１図
の繊維が得られる。

また、第２図のように鞘を構成する積層体の数が二個の
場合には、二つの積層体を結合プレー　トを用いて直角
側面で結合せしめ、さらに該結合積層体をフィルム構成
要素の長手方向に引伸し、これをＣ型ノズルＩ−］金よ
り前述のように芯成分ど同時に吐出（７、両者を合流さ
せることにより得ることができる。

また、第３図の断面を有する繊維を得るには、上記と同
様にして四個の積層体を直角側面同士で結合せしめ、さ
らに該結合積層体をフィルム構成要素の長手方同に引伸
し、、これをＣ梨ノズル目金より前述の芯成分と同時に
吐出し、両者を合流させることにより得ることができる
。

また、第４図、第５図、第６図のような積層体の一部と
ｌ，７て中空層を有する繊維を作製するには、前述の第
４図、第５図、第６図に示した繊維から、鞘成分の一成
分を、該ポリマに対してのみ溶解性または分解性を持一
つ薬剤を用いて処理、除去することにより得られる。

本発明の複合導電性繊維は、衣料用あるいは非衣料用の
汰い分野において、静電気除去、あるいは電波遮蔽の目
的で使用することができる。

（実施例） 実施例１− 特公昭６０−１０４８号公報に記載と同型の流体交亙配
列素子を縦方向に６個連結した流体混合器１６列ど、そ
の下部に該流体混合器２列から吐出された流体を結合す
る結合プレート、さらにその流体を引伸ばすエキスバン
ドプレー　＋−＝を用いて、ポリエチレンテレフタレー
１・とナイロンの多数のフィルム状構成要素の積層体を
作り、該積層体が鞘成分となるようＣ型口金を用いて吐
出させた。このとき、芯成分としてカーボンブラック３
０％含有したナイロンを、鞘成分と同時に吐出させた。

このときの紡糸条件は、温度２８０℃、引取速度１５０
０ｍ／ｍｉｎ１フィラメント数１６、芯鞘比−２０／８
０　、鞘成分におけるフィルム状構成成分比５０　：　
５０であった。

引続き、延伸速度３００　ｍ／ｍｉｎ　，ホッ１・プレ
ー１・温度１２０℃、延伸倍率２．８で延伸を行い、次
いで合糸しテ４８デニール、１６フィラメントの延伸糸
とした。

得られた繊維の断面形状は、第１図の構造を有していた
。すなわち、カーボンブラック含有ナイロンを芯成分と
し、そのまわりをポリエチレンテレフタレ−１・とナイ
ロンが同心ｔＴｌ状に交互に５０〜６５対繰返し接合さ
れた断面であり、さらにその二つの直角側而が結合して
環状をなすものであった。

該繊維の比抵抗を常法により測定したところ４×１０２
ΩＣｍであり、かつ該繊維の色は、芯成分の黒色を隠蔽
しており、通常のポリエチレンテレフタレー１−と遜色
ない白色であった。

実施例２ 鞘を構成するポリマーの組合わせを、ポリスチレンとポ
リエチレンテレフタレートとし２た以外は、実施例１と
全く同様にして第１図の断面を有する繊維を得た。次い
で、該繊維をｌ・リクレンの浴中に含浸し、ボリスチレ
ンを除去１−たところ、第４図に示した断面と同形の繊
維が得られた。

該繊維の比抵抗を常法により測定（７たところ６×１０
２ΩＣｍであり、かつ該繊維は、芯成分の黒色を隠蔽し
ており、通常のポリエチレンテ！ノフタｉノ１・と同様
の外観を示ｌ７た。

実施例３ 特公昭６（１−１０４８号公報に記載と同型の流体交拝
配列素子を縦方向に６個連結した流体混合器１．６列と
、そのＦ部に該流体混合器２列から吐出された流体を結
合する結合プレート、さらにその流体を引伸ばずエキス
パンドプ１ノー１・を用いて、屈折率ｌ，４９のポリエ
チレンおよび１、５９のボリスチレンの多数のフィルム
状構成要素の積層体を作った。

次いで、該積層体を２個ずつ結合プレ−１・を用いて直
角側面で結合せしめ、さらに該結合積層体をフィルム構
成要素の長平方向に引伸した。次いで、引伸ばされた結
合積層体が鞘成分となるよう、実施例１と同様にして芯
鞘複合紡糸を行った。本例においても吐出はＣ型１］金
を用い、また芯成分として、カーボンブラック３０％含
有したナイロンを使用し７た。このときの、紡糸条件は
、温度２７０℃、引取速度１５００ｍ／ｍｉｎ　，フィ
ラメント数６、芯鞘比＝１０／９０　、鞘成分における
フィルム状構成成分比５０　：　５０とした。引続き、
延伸速度３ＱＱｍ／ｍｉｎ　，ホットプレート温度１２
０℃、延伸倍率２．８で延伸を行い、次いで合糸して８
０デニール、１６フィラメントの延伸糸とした。

該繊維は第２図の断面構造を有しており、かつ外観は、
芯成分の黒色を鞘成分が隠蔽している上、鞘成分が屈折
率差０．１以上ある二種ポリマーの薄層の積層体から威
り、かつ透明ポリマーであるため、真珠光沢に近い光沢
を呈し、従来にない外観の導電性繊維となった。

該繊維の比抵抗を常法により測定したところ、３Ｘ１０
３Ωｃｍであり、優れた導電性を示した。

比較例 実施例１で用いたカーボンブラック３０％含有ナイロン
を芯成分にし、鞘成分として酸化チタン６％含有ポリエ
チレンテレフタレートを用い、芯鞘比６：９４で複合紡
糸を行った。該繊維に引続き、実施例１と同様の延伸処
理を施し、５０デニール、フィラメント数１８のマルチ
フィラメントを得た。

該繊維の比抵抗は、３Ｘ１０’Ωｃｍでありかつ繊維の
色は、酸化チタンを大量に混入し、芯成分比を押えてい
るにもかかわらず、灰色であった。

（発明の効果） 本発明の導電性複合繊維は、高い導電性を有し、かつそ
の着色を押え、任意の着色または光沢の発現を可能にす
ることができる。

特に鞘威分としての積層体の層数が多くなるほど、隠蔽
効果を太き《することができる。このため、例えば、白
色導電性繊維として衣料用に利用でき汎用性に優れる。

【図面の簡単な説明】

第１図，第２図，第３図，第４図、第５図および第６図
は本発明の導電性複合繊維の一例を示す横断面モデル図
である。 １，２：フィルム状構成要素 ３：積層体の直角側面が結合した部分 ４：芯戒分　　　　　５：中空部

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）導電性物質を含有するポリマを芯成分とする導電
   性複合繊維において、鞘成分が異種ポリマまたは中空層
   を介して重ねられた複数のフィルム状構成要素の積層体
   で形成され、かつ該鞘成分を構成する積層体の直角側面
   が結合されていることを特徴とする導電性複合繊維。 （２）芯成分に含まれる導電性物質の体積固有抵抗値が
   １０＾６Ωｃｍ以下であり、その含有量が芯ポリマに対
   して１０重量％以上である請求項（１）に記載の導電性
   複合繊維。（３）導電性物質が、カーボンブラックであ
   る請求項（１）または（２）に記載の導電性複合繊維。 （４）積層体の積層数が、１０層以上である請求項（１
   ）に記載の導電性複合繊維。 （５）積層体を構成する異種ポリマが、ポリエステルと
   ポリアミドである請求項（１）に記載の導電性複合繊維
   。 （６）積層体を構成する異種ポリマの屈折率の差が、０
   ．０３以上である請求項（１）または（５）に記載の導
   電性複合繊維。